带温度显示的温控与手控自动风扇系统摘要：本设计为一种温控风扇系统，具有灵敏的温度感测和显示功能，系统AT89C52 单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。

可由用户设置高、低档位，测得温度值在高低温度之间时打开风扇强弱风档，当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档，当温度小于所设定的温度时自动降低风扇档位，控制状态随外界温度而定。

同时，能够由人工设定风扇档位不受温度控制，灵活性强。

所设高低温值保存在温度传感器DS18B20内部E2ROM中，掉电后仍然能保存上次设定值，性能稳定,控制准确。

关键词：自动控制单片机温控手控风扇一．技术指标1.1设计意义在激烈的市场竞争下，虽然电风扇具有广阔的市场空间，但不断新生产品的出现，要使产品更具市场优势，仅仅是靠传统型的电风扇是远远不够的，因此要对传统的电风扇根据市场的需要进行不断的更新，不断的改进，以使自己的产品立于不败之地。

传统的电风扇较为突出的缺点是：①风扇的风力大小不能根据温度的变化自动的调节风速，对于那些昼夜温差比较大的地区，这个自动调节风速就显得优其的重要了，特别是人们在熟睡时常常没有觉察到夜间是温度变化，那样既浪费电资源又容易引起感冒。

②传统的风扇是用机械式的定时方式，机械式的定时方式常常会伴随着很大的机械运动的声音，特别是在夜间影响人们的睡眠质量，另个机械式的定时有一定的局限性，定时范围有限，而且机械式的容易坏。

③传统的电风扇没有单片机控制电风扇的功能，对平时调节风扇风速或其它对风扇的调节，而又不想走近风扇带来很多的不便。

鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。

1．2技术指标本设计是以51单片机为主要控制核心，用51单片机系统对用户设定信号数据的采集以及分析，能过各种可控型电子元器件对电风扇各种工作状态的控制，以达到用户需求。

设计的功能要求①风速从高到低设置4个档位，并且每个档位都可以由用户设置或者根据温度自动调节。

②风扇可以自动的根据环境的温度调节风扇风速的档位，温度上升2℃自动上升一个档位，温度每降低2℃自动下降一个档位。

③设置数码管显示当前的工作状态以及温度，使其更具人性化。

④加入串口控制功能，对于工业应用的风扇，可以通过RS232接口用电脑上位机控制风扇，同时可以对控制芯片重新编程，以实现不强大的功能。

二、方案论证2.1传感器部分方案一：采用热敏电阻采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。

而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。

方案二：采用DS18B20温度传感器采用DS18B20数字温度传感器。

DS18B20数字温度传感器芯片是以9位数字量的形式反映器件的温度值。

DS18B20数字温度传感器通过一个单线接口发送或接受信息，因此在中央微处理器和DS18B20之间仅需一条连接线（加上地线）。

用语读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。

它可以直接将模拟温度信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高了电路的运行质量。

综合考虑，选择方案DS18B20进行温度测量。

2.2主控制部分方案一：采用SPCE061A单片机采用凌阳16位的SPCE061A单片机，处理速度较慢，内置2K SRAM，32K FLASH，要实现稍大的存储量受到限制，而如果扩展大量的外围电路的话，则降低了系统的可靠性，消耗了大量的CPU资源。

方案二：采用STC89C52此方案采用STC89C52八位单片机实现。

单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。

而且体积小，硬件实现简单，安装方便。

可以实现对DS18B20和直流电机的控制工作，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。

综合考虑，选择STC89C52作为主控制器。

2.3调速方式的选择方案一：采用PWM控制PWM是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量。

PWM 具有很强的抗噪性，且有节约空间、比较经济等特点。

方案二：采用可控硅控制实际中通过控制双向可控硅的导通角，使输出端电压发生改变，从而使施加在电风扇的输入电压发生改变，以调节风扇的转速，实现各档位风速的无级调速。

从本设计要求综合考虑实际中选择方案一。

2.4温度控制模块设计方案一：采用红外遥控器+红外遥控解码：红外遥控器的使用大大方便了用户，使他们可以在一定范围内实现对本系统的远程控制，符合当代人的生活习惯，而且红外遥控器的技术已经相当成熟，使用也比较方便。

方案二：选用键盘：假如使用键盘，用户就只能走进本控制系统去控制该系统已完成自己想要的操作。

此方案设计与制作比较简单，且能完全完成既定功能。

综合各方面因素，采用方案二。

2.5显示电路的设计方案一：LCD1602液晶屏：LCD1602液晶屏是16*2的字符型液晶，可以显示英文26个字母的大小写，阿拉伯数字0—9，及一些简单的符号。

该液晶屏操作简单，显示功能强大。

方案二：数码管：虽然数码管的显示位数有限，且只能显示一些简单的字符。

但是在本课程设计中，所需要的数码管不多，少量数码管即可符合设计要求，估可采用。

方案三：LCD12864液晶屏：该液晶屏是比LCD1602液晶屏更先进的液晶，可以显示图片信息，同样可以完成本设计系统的需要。

但是该液晶屏相对比较贵。

综上所述，我们选择了数码管作为显示模块。

3 系统简述本系统由集成温度传感器、单片机、LED数码管、发光二极管、ULN2803驱动芯片、直流电机及一些其他外围器件组成。

使用具有价廉易购的AT89S52单片机编程控制，通过修改程序可方便实现系统升级。

系统的框图结构如下：图1 系统原理框图4硬件设计系统主要部件包括DS18B20温度传感器、AT89S52单片机、ULN2803驱动芯片、四位LED数码管和直流电机。

辅助元件包括发光二极管、电阻、晶振、电源、按键等。

4．1、本系统各器件简介4．１．１、DS18B20 单线数字温度传感器简介DS18B20 单线数字温度传感器是Dallas 半导体公司开发的世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。

它具有3 引脚TO－92 小体积封装形式。

温度测量范围为-55℃——+125℃，可编程为9 位——12 位A/D 转换精度，测温分辨率可达0.0625℃。

被测温度用符号扩展的16 位数字量方式串行输出。

工作电压支持3V——5.5V 的电压范围，既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。

DS18B20 还支持“一线总线”接口，多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上，CPU 只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

它还有存储用户定义报警温度等功能。

DS18B20 内部结构及管脚DS18B20 内部结构如图３所示，主要由4 部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。

其管脚排列如图４所示，DQ 为数字信号端，GND 为电源地，VDD 为电源输入端。

4．1．2 AT89C52 单片机简介AT89C52 是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM）256B片内RAM的低电压，高性能CMOS8 位微处理器。

该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C52 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C52单片机管脚AT89C52单片机管脚如图3所示。

图3 AT89C52单片机管脚各管脚功能：VCC：供电电压。

GND：接地。

P0 口：P0 口为一个8 位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL 门电流。

当P1 口的管脚第一次写1 时，被定义为高阻输入。

P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0 外部必须被拉高。

P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。

P1 口管脚写入1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地接收。

P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4 个TTL 门电流，当P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2 口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3 口：P3 口管脚是8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4 个TTL 门电流。

当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口。

P3.0：RXD（串行输入口）；P3.1：TXD（串行输出口）；P3.2：/INT0（外部中断0）；P3.3：/INT1（外部中断1）；P3.4：T0（记时器0 外部输入）；P3.5：T1（记时器1外部输入）；P3.6：/WR（外部数据存储器写选通）；P3.7：/RD（外部数据存储器读选通）。

P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。

如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0。